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1、配比设计对新公路沥青路面施工技术规范的理解对新公路沥青路面施工技术规范的理解报批稿主要内容与修订情况介绍 配合比设计方法体系v针对我国是否采用我国是否采用SUPERPAVE作作为标准方法的准方法的问题，课题组进行了充分的民主的行了充分的民主的讨论，我，我们充分考充分考虑了我国的了我国的现状，一致状，一致同意在同意在现阶段仍然保留段仍然保留马歇歇尔试验配合比配合比设计方法作方法作为我国我国规范的范的标准准试验方法，其理由是：方法，其理由是：（1）马歇歇尔试验方法广泛方法广泛为我国工程我国工程单位所使用，已位所使用，已经拥有丰富有丰富的的经验，还有大量的有大量的实践数据可以借践数据可以借鉴，而其他
2、方法，而其他方法对我国来我国来说还比比较陌生，只有部分研究陌生，只有部分研究单位和大学能位和大学能够胜任；任；（2）所有的工程）所有的工程单位及与位及与沥青混合料青混合料试验相关的相关的单位都位都拥有有马歇歇尔试验仪，并成，并成为各个各个层次最普遍的次最普遍的仪器器设备。SUPERPAVE或或GTM方法的成型和方法的成型和试验设备还局限于少数研究局限于少数研究单位和大学位和大学拥有，广大有，广大设计和施工和施工单位不可能在近期普遍位不可能在近期普遍购买这些些设备；（3）多年来利用）多年来利用马歇歇尔方法方法设计的混合料从的混合料从总体来体来说是合理的，是合理的，所确定的空隙率等体所确定的空隙率
3、等体积指指标及最佳及最佳沥青用量能青用量能够适用于适用于实际情情况，且具有况，且具有较好的的好的的对比性。相比起来，我比性。相比起来，我们许多配合比多配合比设计的技的技术人人员素素质还比比较低，缺乏低，缺乏设计的的经验，而配合比，而配合比设计本本身是一件身是一件经验性很性很强的工作；的工作；配合比设计方法体系（4）SUPERPAVE方法及方法及GTM方法尚未得到世界上的公方法尚未得到世界上的公认。又不。又不少国家少国家进口了相关的口了相关的仪器器设备，进行了行了对比后比后认为所确定的所确定的矿料料级配和配和沥青用量与按照青用量与按照马歇歇尔方法确定的方法确定的值并没有很大的差并没有很大的差别。
4、即使在美国，加利福尼即使在美国，加利福尼亚起德克起德克萨斯州在斯州在对SUPERPAVE方法方法经过详细研究后，并没有放弃原来的研究后，并没有放弃原来的马歇歇尔方法及方法及维姆方法。另外姆方法。另外SUPERPAVE方法本身也有一些不完善的地方，在美国国内存在方法本身也有一些不完善的地方，在美国国内存在一些争一些争议。至今没有成。至今没有成为AASHTO及及ASTM的正式的的正式的标准准试验方方法。甚至搓揉法。甚至搓揉试验机机还没有完全定型，没有完全定型，现在无法在无法论证SUPERPAVE设计的混合料就是好的混合料。的混合料就是好的混合料。（5）现在我国在我国这些新方法主要停留在配合比些新方
5、法主要停留在配合比设计阶段，施工段，施工现场的施工的施工质量量检验还有困有困难。纵观世界各国的情况，世界各国的情况，马歇歇尔试验配合比配合比设计方法仍然是方法仍然是现今世界今世界上使用最普遍的配合比上使用最普遍的配合比设计方法。即使在美国，方法。即使在美国，2000年版年版热拌拌沥青混合料手册关于配合比青混合料手册关于配合比设计方法仍然依次列出了方法仍然依次列出了马歇歇尔法。法。维姆法、姆法、Superpave法三种方法，没有任何全面否定法三种方法，没有任何全面否定马歇歇尔方法的方法的意思。意思。 新的新的公路公路沥青路面施工技青路面施工技术规范范在配合比在配合比设计方法及体方法及体积设计的的
6、指指标计算上，最大的修改示全面引入算上，最大的修改示全面引入了集料有效密度、有效了集料有效密度、有效沥青用量的概青用量的概念，即考念，即考虑沥青在拌和青在拌和过程种被集料程种被集料吸收而造成的吸收而造成的沥青用量的影响。青用量的影响。 v因此，我国在目前的因此，我国在目前的实际条件下，仍然条件下，仍然以采用以采用马歇歇尔试验配合比配合比设计方法方法为宜。宜。但是，但是，为了不致妨碍新技了不致妨碍新技术、新方法的、新方法的引引进。研究、推广。研究、推广应用，建用，建议规范范规定定“本本规范采用范采用马歇歇尔试验配合比配合比设计方法。方法。如采用其他如采用其他设计方法方法设计沥青混合料青混合料时，
7、应按本按本规范范规定的定的马歇歇尔试验及各及各项配配合比合比设计检验，试验结果必果必须符合本符合本规范的范的设计技技术标准准.”重载路段的解决办法 经过大量的研究，我大量的研究，我们认为，以上，以上问题是客是客观存在的，但也可以通存在的，但也可以通过另外两个途径得到解决：另外两个途径得到解决：（1)增加增加击实次数或次数或锤重，无非是重，无非是压实密度增大，它密度增大，它与与击实条件不条件不变，提高，提高压实度的效果是一度的效果是一样的；的；（2）对于重于重载路段路段问题，主要是，主要是对沥青用量又影响，青用量又影响，增加增加击实次数的目的是改次数的目的是改变空隙率和油石比。如果空隙率和油石比
8、。如果维持持马歇歇尔击实次数不次数不变，改，改变设计空隙率大小的空隙率大小的标准，适当减小重准，适当减小重载交通作用下的交通作用下的OAC，也可以，也可以起到同起到同样的作用。即的作用。即对重重载交通的路段，可通交通的路段，可通过提提高高设计空隙率，加空隙率，加强施工施工压实的的办法解决。法解决。2.22.2热拌拌沥青混合料的配合比青混合料的配合比设计总 原原 则： 应满足足耐耐久久性性、抗抗车辙、抗抗裂裂、抗抗水水损害害能能力、抗滑性能、施工性能等多方面要求。力、抗滑性能、施工性能等多方面要求。 规范范的的其其他他几几条条都都是是围绕这个个目目的的。但但是是目目前前的的现状状确确实令令人人忧
9、虑，沥青青路路面面的的早早期期损坏坏问题成成为热门话题，所所有有工工程程都都必必须考考虑防防止止沥青路面的早期青路面的早期损坏。坏。配配 合合 比比 设 计国国家家规范范规定定的的指指标是是最最起起码的的要要求求，是是一一个个低低要要求求。规范范必必须兼兼顾全全国国各各种种不不同同的的情情况况。将将那那么么多多的的不不同同都都统一一到到一一个个规范范中中，规范范就就不不可可能能有有明明确确的的针对性，不能性，不能满足每足每个具体的工程的要求。个具体的工程的要求。执行行规范范的的时候候，必必须考考虑到到当当地地的的实际情情况况，允允许对技技术要要求求作作适适当当的的调整整，所所有有这些些，往往往
10、往都都反反映在工程的映在工程的设计文件和招文件和招标文件中。文件中。各各地地应该根根据据当当地地的的材材料料、施施工工水水平平、经济实力力、习惯，尤尤其其是是使使用用多多年年的的成成功功的的经验，规定定更更具具体体的的指指标。混混 合合 料料 设 计包包括括目目标配配合合比比设计阶段段、生生产配配合合比比设计阶段段及及生生产配配合合比比验证阶段段，通通过配配合合比比设计确确定定沥青青混混合合料料的的材材料料品品种种及及配配比比、矿料料级配配、最最佳佳沥青用量。青用量。本本规范范采采用用马歇歇尔试验配配合合比比设计方方法法。如如采采用用其其他他设计方方法法设计沥青青混混合合料料时，应按按本本规范
11、范规定定的的马歇歇尔试验及及各各项配配合合比比设计检验，并并报告告不不同同设计方方法法各各自自的的试验结果果，供供施施工工质量量检验使用。使用。 混混 合合 料料 设 计配配合合比比设计的的标准准级配配范范围是是经过三三阶段段配配合合比比设计确确定定并并经建建设单位位和和监理理批批准准的的标准准级配配曲曲线，加加上上施施工工容容许的的波波动范范围形形成成的的。容容许波波动范范围即即施施工工过程程中中质量量检验要要求求中中规定定的的与与生生产配配合合比比设计标准准级配配的的差差。施施工工过程程中中按按照照施施工工级配配范范围进行行单点点检验，都都必必须在在此此范范围内内，它它可可能能超超出出规范
12、范规定定的的范范围或或设计级配范配范围，都是容，都是容许的。的。 密密级配配沥青青混混凝凝土土混混合合料料的的马歇歇尔试验配配合合比比设计应符符合合下下表表的的技技术标准准，并并有有良良好好的的施施工工性性能能。试件件尺尺寸寸及及成成型型击实次次数数按按公公称称最最大大粒粒径径选用用标准准马歇歇尔试件件或或大大型型马歇歇尔试件件。改改性性沥青青混混合合料料马歇歇尔试验的的流流值可可适适当当放放宽。对二二级公公路路宜宜参参照照一一级公公路路的的技技术标准准执行。行。 沥青青稳定定碎碎石石混混合合料料的的马歇歇尔试验配配合合比比设计方方法法参参照照沥青青混混凝凝土土的的方方法法执行行。试验结果果应
13、符符合合表表的的技技术标准准，并并有有良良好好的的施施工性能。工性能。试件件尺尺寸寸及及成成型型击实次次数数按按公公称称最最大大粒粒径径选用用标准准马歇歇尔试件件或或大大型型马歇歇尔试件件。对半半开开级配配的的沥青青碎碎石石混混合合料料AMAM无无法法进行行马歇歇尔试验时，其其配配合合比比和和最最佳佳沥青青用用量量可可根根据据实践践经验和和试拌拌试铺论证确定。确定。对开开级配配沥青青碎碎石石混混合合料料ATPBATPB只只测定定试件的空隙率，不要求件的空隙率，不要求进行行马歇歇尔试验。 l注：注：对集料集料坚硬不易硬不易击碎，通行重碎，通行重载交通的路段，也可将交通的路段，也可将击实次数增加次
14、数增加为双面双面7575次。次。 对高高温温稳定定性性要要求求较高高的的重重交交通通路路段段或或炎炎热地地区区，设计空空隙隙率率取取高高限限，且且允允许放放宽到到4.54.5，VMAVMA允允许放放宽到到16.516.5(SMA-16) (SMA-16) 或或1616(SMA-19)(SMA-19)，VFAVFA允允许放放宽到到7070。 当当马歇歇尔试验的的稳定定度度确确实有有困困难时，对非非改改性性沥青青SMASMA的的稳定定度度可可放放宽到到5.0kN5.0kN，改性，改性沥青青SMASMA可放可放宽到到5.5kN5.5kN，但，但车辙试验的的动稳定度必定度必须合格。合格。体积指标的计算
15、问题沥青混合料体青混合料体积设计方法方法核心：混合料的核心：混合料的设计空隙率空隙率原原规范范: 密密级配：配：型型沥青混合料青混合料 36 型型沥青混合料青混合料 410 抗滑表抗滑表层 410(8) 半开半开级配：配：沥青碎石青碎石 10% 国外：开国外：开级配：排水式配：排水式沥青混合料青混合料18% 美国：美国：SHRP研究成果：研究成果： 设计空隙率要求空隙率要求4左右左右马歇尔试件体积指标的计算空隙率和VMA的计算方法必须统一v现行行公路公路沥青及青及沥青混合料青混合料试验规程程（JTJ 052-2000)JTJ 052-2000)方法方法的的规定是不定是不严谨的：的： VV=(1
16、- f/ t)*100VV=(1- f/ t)*100式中：式中： tt按本按本规程程T 0711T 0711或或T 0712T 0712测定的定的沥青混合料理青混合料理论最最大相大相对密度，当密度，当实测理理论最大相最大相对密度有困密度有困难时，也可采用按，也可采用按式（式（5 5）或（）或（6 6）计算的理算的理论最大相最大相对密度；密度； ff试件的毛体件的毛体积相相对密度，用表干法密度，用表干法测定，定，当当试件吸水率件吸水率SaSa2 2时，由腊封法或体，由腊封法或体积法法测定；当按定；当按规定容定容许采用水中重法采用水中重法测定定时，也可用表，也可用表观相相对密度密度aa代替。代替
17、。这里里tt可以采用真空法、溶可以采用真空法、溶剂法、法、计算法；算法； ff可以采用表干法、可以采用表干法、封腊法、水中重法，封腊法、水中重法，实际上不能等同。上不能等同。因此，如果因此，如果t t 和和ff其中一个其中一个值的确定方法不的确定方法不统一，一，VVVV就不就不统一。一。现在我国在我国这个个问题十分混乱，必十分混乱，必须统一，成一，成为强制性的制性的规定。定。有效体有效体积 = 固体集料部分所占的体固体集料部分所占的体积 + 表面空隙中没有吸附表面空隙中没有吸附沥青青的空隙的体的空隙的体积集料的有效密度吸收的吸收的沥青青水可水可进入而入而沥青青不能不能进入的体入的体积表面空隙表
18、面空隙固体集料部分固体集料部分采用采用视密度与毛体密度与毛体积密度密度进行行计算，算，计算按照集料吸水率的不同而算按照集料吸水率的不同而变化。化。0.5、1.0、1.5、11.5沥青混合料与青混合料与马歇歇尔法混合料法混合料设计之之间的关系的关系 体体积计算方法之算方法之间的关系的关系 试件相对密度的确定水中重法代替表干法是不适宜 v实际上水中重法上水中重法测定的定的视密度是假定密度是假定沥青混合料青混合料试件完全不吸收水的极端情况。件完全不吸收水的极端情况。试验表明，随着表明，随着试件件吸水率的增加，两者的差吸水率的增加，两者的差值越大，相关关系很好。越大，相关关系很好。所以采用水中重法所以
19、采用水中重法“代替代替”表干法是不适宜的。即表干法是不适宜的。即使是毛体使是毛体积相相对密度也有密度也有较大差大差别，所以，所以这次次规范范的修的修订首先明确不再采用水中重法代替。首先明确不再采用水中重法代替。各单位大量的试验表明:不同集料、不同级配的混合料，表干法与蜡封法测定的空隙率互有大小无一定规律。下图仅为一例。压实后HMA 的毛体积密度BSGv沥青和集料经过压实后制成试件集料和集料和沥青的密度青的密度集料、集料、沥青和空隙的体青和空隙的体积Gmb =测 试v将集料和沥青拌和v采用马歇尔击实或旋转压实后制成试件v试件干重v试件水中重v试件饱和面干重 (SSD)测试称取称取试件干重件干重测
20、 试试件的件的饱和面干和面干 SSD状状态最大相对密度的确定vB5.6.1 对非改性的普通沥青混合料，宜通过真空法实测的最大相对密度t反算集料的有效相对密度。此时可以预估适宜的最佳油石比，拌和2组的混合料，按规定对混合料彻底分散后采用真空法实测最大相对密度，取2个以上试样的平均值。然后按式计算和成矿料的有效相对密度 se=真空法真空法测定定沥青混合料的最大相青混合料的最大相对密度密度v经过大量的大量的试验研究，一致研究，一致认为按照按照现行行试验规程程采用真空法采用真空法测定最大相定最大相对密度的方法是切密度的方法是切实可行的。可行的。v真空法真空法测定的基本思想是定的基本思想是测定混合料内部
21、完全没有定混合料内部完全没有空气情况下的零空隙率相空气情况下的零空隙率相对密度。如果密度。如果沥青混合料青混合料的油石比接近最佳油石比，的油石比接近最佳油石比，沥青混合料的分散程度青混合料的分散程度好（好（细集料集料团块小于小于6mm）抽真空）抽真空时间合适（合适（矿料料的的沥青膜不被破坏），青膜不被破坏），沥青混合料的中的以及附着青混合料的中的以及附着在混合料表面的气泡去除干在混合料表面的气泡去除干净，测定的定的结果是比果是比较准确的。准确的。改性改性沥青混合料青混合料难以分散，不能采用真空法以分散，不能采用真空法实测最大相最大相对密度，真空法密度，真空法测定极易弄虚作假定极易弄虚作假改性沥
22、青混合料只能采用计算法，但计算方法必须统一v2000年版的年版的试验规程中，程中，对计算最大相算最大相对密度密度时所采用的集料所采用的集料相相对密度密度时这样规定的：定的： “对粗集料，宜采用与粗集料，宜采用与沥青混合料同一种相青混合料同一种相对密度，即混合料采密度，即混合料采用表干法、封腊法或体用表干法、封腊法或体积法法测定的毛体定的毛体积相相对密度密度时，粗集料，粗集料也采用毛体也采用毛体积相相对密度。当混合料采用水中重法密度。当混合料采用水中重法测定的表定的表观相相对密度代替密度代替时，粗集料也采用表，粗集料也采用表观表表观相相对密度；密度；对细集料集料（砂、石屑）和（砂、石屑）和矿粉均
23、采用表粉均采用表观相相对密度。密度。”其中其中对各种粗集料各种粗集料对水的相水的相对密度（密度（ l- n),究竟采用什么究竟采用什么样的的相相对密度有不同意密度有不同意见和各种做法，从而和各种做法，从而导致全部致全部矿料料对水的平水的平均相均相对密度密度sb及最大毛体及最大毛体积相相对密度密度t有不同的有不同的结果。果。之所以会有争之所以会有争议是因是因为即使是即使是对同一个料厂生同一个料厂生产的同一种集料，的同一种集料，由于粒径大小不一由于粒径大小不一样，表面开口空隙，表面开口空隙对全体全体积所占的比例不同，所占的比例不同，各种方法各种方法测定的密度是不一定的密度是不一样的，吸水率也不一的
24、，吸水率也不一样，下，下图示出示出了我了我们的一的一组测定定结果。果。 测 试室温条件下的松室温条件下的松散混合料散混合料测 试真空真空泵残留的气残留的气压带有盖的金属罐体有盖的金属罐体振振动台台最大理最大理论密度密度测试v将集料和沥青拌和v空气中重量v水重重量最大相最大相对密度密度l松散状松散状态（未（未经压实）的混合料）的混合料集料和集料和沥青的青的质量量集料和集料和沥青的体青的体积Gmm =计 算vGmm = A / ( A - C )Where:A = 试样干重干重C = 式式样水中重水中重v对改性改性沥青及青及SMA等等难以分散的混合料，宜直接由以分散的混合料，宜直接由矿料的合料的合
25、成毛体成毛体积相相对密度与合成表密度与合成表观相相对密度按式密度按式讲义计算确算确定，其中定，其中沥青吸收系数青吸收系数C值根据材料的吸水率按式根据材料的吸水率按式（B.5.6.3)求得，材料的合成吸水率按式求得，材料的合成吸水率按式讲义 计算算确定最大相对密度的方法v对非改性的普通沥青混合料，在成型马歇尔试件的同时，按的要求用真空法实测各组沥青混合料的最大相对密度Yti。当只对一组预估的适宜的油石比测定最大相对密度时，也可按式讲义或讲义计算其他不同油石比时的最大相对密度Yti。确定集料的有效密度和沥青混合料的最大相对密度确定最大相对密度的方法v对改性改性沥青或青或SMASMA混合料等混合料等
26、难以分散不便采用以分散不便采用真空法真空法实测最大相最大相对密度密度时，宜按式，宜按式讲义或或讲义 直接直接计算不同算不同沥青用量条件下的青用量条件下的沥青青混合料的最大相混合料的最大相对密度。密度。 C=0.033wx2-0.2936wx+0.9339 按下列步按下列步骤进行行马歇歇尔试验按式按式计算算矿料混合料的合成毛体料混合料的合成毛体积相相对密度密度sbsb。 (B.5.3)(B.5.3)式式中中：P P1 1、P P2 2、PPn n为各各种种矿料料成成分分的的配配比比，其其和和为100100， 1 1、2 2、 n n为各各种种矿料料相相应的的毛毛体体积相相对密密度度，对集集料料粒
27、粒径径在在4.754.75以以上上按按T0304T0304测定定毛毛体体积相相对密密度度，机机制制砂砂及及石石屑屑可可以以按按T0330T0330测定定，也也可可以以用用筛出出的的2.362.364.754.75mmmm部部分分的的毛毛体体积相相对密密度度代代替替，矿粉用表粉用表观相相对密度代替。密度代替。B5.6 B5.6 确定确定矿料的有效相料的有效相对密度密度se1.1.非非改改性性沥青青，用用真真空空法法实测，然然后后进行行反反算算( (式式B5.6-1)B5.6-1)。式式B5.6-1B5.6-12.2.对于于改改性性沥青青及及SMASMA等等难以以分分散散的的沥青青混混合合料料，有
28、有效效相相对密密度度采采用用合合成成毛毛体体积相相对密密度度和和合合成成表表观相相对密密度度确确定定( (式式B5.6-2)B5.6-2)，其其中中考考虑了了沥青青吸吸收收系系数数C C值( (式式B5.6-3)B5.6-3)。 se=Csa+(1-C)sb 式式B5.6-2B5.6-2 C=0.033w2x0.2937 wx+0.9339 式式B5.6-3B5.6-3 式式B5.6-4B5.6-4确定确定沥青混合料的最大理青混合料的最大理论相相对密度密度1.1.非改性非改性沥青混合料，采用真空法青混合料，采用真空法实测。2.2.对于改性于改性沥青或者青或者SMASMA宜采用宜采用计算法。算法
29、。式中：式中：t t沥青混合料的最大相青混合料的最大相对密度，无量密度，无量纲； PbPb沥青混合料的青混合料的沥青用量，；青用量，； sese矿料料的的有有效效相相对密密度度，按按式式(B.5.3.1)(B.5.3.1)计算，无量算，无量纲；aa沥青的相青的相对密度密度(25/25) (25/25) ，无量，无量纲。按式按式(B5.10-1)(B5.10-1)计算各算各组试件的空隙率件的空隙率 按式按式(B5.10-2)(B5.10-2)计算算矿料料间隙率隙率VMAVMA按式 (B.5.10-3)计算沥青混合料的沥青饱和度VFA 现在在马歇歇尔试验配配合合比比设计方方法法基基本本上上还停停留
30、留在在体体积设计的的阶段段，但但是是我我国国对于于沥青青混混合合料料试件件的的各各项体体积指指标，即即密密度度、空空隙隙率率、VMA、VFA的的计算算方方法法却却一一直直有有许多多争争议。甚甚至至是是严重重的的混混乱乱，想想怎怎么么算算就就怎怎么么算算，许多多配配合合比比设计都都说是是4的的空空隙隙率率，但但实际上上可可能能相相差差很很大大。应该说，世世界界各各国国对这些些体体积设计指指标的的测定定和和计算算方方法法都都不不尽尽相相同同，在在一一个个国国家家，则只只有一个有一个统一的方法。一的方法。 空空隙隙率率是是由由沥青青混混合合料料试件件的的密密度度和和最最大大理理论密密度度计算算得得到
31、到的的，统一一空空隙隙率率计算算方方法法就就必必须统一一试件件相相对密密度度和和最最大大理理论相相对密密度度的的测定定或或计算方法。算方法。首首先先是是最最大大相相对密密度度，实测方方法法有有真真空空法法、溶溶剂法法，其其混混合合料料的的毛毛体体积完完全全不不同同。我我国国长期期习惯于于计算法，不同的方法有不小的差算法，不同的方法有不小的差别。 编制制试验规程程时的的思思想想是是只只规定定方方法法，把把真真空空法法、溶溶剂法法、计算算法法都都收收入入，具具体体采采用用何何种种方方法法由由相相关关的的设计和和施施工工规范范确确定定。所所以以本本规范范必必须统一一空空隙隙率率等等体体积指指标的的测
32、定定和和计算算方方法法，以得到唯一的以得到唯一的结果。果。经过大大量量的的对比比试验，经反反复复征征求求各各方方面面的的意意见，认为溶溶剂法法计算算体体积时把把集集料料内内部部开开口口体体积都都扣扣除除，最最大大密密度度偏偏大大，测定定的的空空隙隙率率过大大，不符合不符合实际情况。情况。采采用用真真空空法法实测非非改改性性沥青青混混合合料料的的最最大大相相对密密度度作作为我我国国的的标准准方方法法。对于于改改性性沥青青混混合合料料，因因为改改性性沥青青粘粘度度大大，分分散散比比较困困难，只只能用能用计算法求取混合料的最大理算法求取混合料的最大理论密度。密度。最佳油石比的确定最佳油石比的确定1
33、1 以以沥青青用用量量为横横坐坐标，以以测定定的的各各项指指标为纵坐坐标，分分别将将试验结果果点点入入图中中，连成成圆滑滑的的曲曲线。确确定定均均符符合合本本规范范规定定的的沥青青混混合合料料技技术标准准的的沥青青用用量量范范围OACOACminminOACOACmaxmax。选择的的沥青青用用量量范范围必必须涵涵盖盖设计空空隙隙率率的的全全部部范范围，并并尽尽可可能能涵涵盖盖沥青青饱和和度度的的要要求求范范围，并使密度及，并使密度及稳定度曲定度曲线出出现峰峰值。2 2 根根据据试验曲曲线的的走走势，按按下下列列方方法法确确定定沥青青混混合合料料的的最最佳佳沥青用量青用量OAC1OAC1。 (
34、1)(1)求求取取对应于于密密度度最最大大值、稳定定度度最最大大值、目目标空空隙隙率率( (或或者者中中值) )、沥青青饱和和度度对应的的沥青青用用量量，按按式式取取平平均均值作作为OACOAC1 1。 OACOAC1 1= (a= (a1 1十十a a2 2十十a a3 3十十a a4 4)/4 (B.6.2-1) )/4 (B.6.2-1) (2) (2)选择的的沥青用量范青用量范围未能涵盖未能涵盖沥青青饱和度的要求范和度的要求范围时，宜分宜分别求取相求取相应于空隙率要求范于空隙率要求范围的中的中值或目或目标空隙率的空隙率的沥青用量青用量a a1 1、密度最大、密度最大值的的沥青用量青用量
35、为a a2 2、稳定度最大定度最大值的的沥青用量青用量a a3 3，按式，按式(B.6.2-2)(B.6.2-2)求取求取3 3者的平均者的平均值作作为OACOAC1 1。 OACOAC1 1= (a= (a1 1十十a a2 2十十a a3 3)/3 (B.6.2-2)/3 (B.6.2-2) (3)(3)当当所所选择试验的的沥青青用用量量范范围，不不能能使使密密度度及及稳定定度度曲曲线出出现峰峰值时，可可直直接接以以目目标空空隙隙率率所所对应的的沥青青用用量量作作为OACOAC1 1，但但OACOAC1 1必必须介介于于OACOACminminOACOACmaxmax的范的范围内，否内，否
36、则应重新重新进行配合比行配合比设计。3 3 以以各各项指指标均均符符合合技技术标准准的的沥青青用用量量范范围OACOACminminOACOACmaxmax的中的中值为OACOAC2 2。OACOAC2 2=(OAC=(OACminmin十十OACOACmaxmax)/2 )/2 4 4 通通常常情情况况下下取取OACOAC1 1及及OACOAC2 2的的中中值作作为计算算的的最最佳佳沥青用量青用量OACOAC。OAC=(OACOAC=(OAC1 1十十OACOAC2 2)/2 )/2 5 5 检查图中中相相应于于此此OACOAC的的各各项指指标是是否否均均符符合合马歇歇尔试验技技术标准。准。
37、其他体积指标的计算 矿料间隙率VMA按下式计算： rSB即全部矿料对水的平均相对密度按前面所说的方法计算， 沥青饱和度VFA按下式计算： 沥青结合料被集料吸收的比例及有效沥青含量v式中： PBA-沥青混合料中被集料吸收的沥青结合料比例，%v PBC-沥 青 混 合 料 中 的 有 效 沥 青 用 量，%v rse-集料的有效相对密度，按式（B.5.6.1)计算，无量纲v RSB-材料的合成毛体积相对密度，按式讲义求取，无 量 纲。v RB-沥青的相对密度（25。C/ 25。C)，无量纲；v PB- 沥青含量，%；v PB-各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即PS= 100-PB, %计算
38、沥青混合料的粉胶比，通常不得大于1.6。对常用的公称最大粒径为13.219的密级配沥青混合料，粉胶比宜控制在0.81.2范围内。v估算估算沥青混合料的青混合料的沥青膜有效厚度。青膜有效厚度。比表面的计算中美两国在体中美两国在体积指指标计算方法上的差算方法上的差别最佳油石比的确定确定OAC1的方法v根据试验曲线的走势，按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC1.v在曲线图上求取相应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率（或中值）、沥青饱和度范围的中值的沥青用量A1、A2、A3、A4。按式取平均值作为OAC1.v如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按式讲义求取3者的平均值作
39、为OAC1.密密实嵌嵌挤型型级配确定配确定OAC1遇到的遇到的问题v对所所选择试验的的沥青用量范青用量范围，密度或，密度或稳定度没有出定度没有出现峰峰值（最大（最大值经常在曲常在曲线的两端）的两端）时，可直接以目，可直接以目标空隙率所空隙率所对应的的沥青用量青用量A3作作为OAC1，但，但OAC1必必须介于介于OACmin OACmax的范的范围内。否内。否则应重新重新进行配合比行配合比设计。在确定。在确定OAC1时马歇歇尔试验的的稳定度、密度必定度、密度必须出出现峰峰值，不能只，不能只偏于一偏于一边，否，否则无法求取无法求取OAC1。但是。但是对S型密型密实嵌嵌挤型型 级配，按照配，按照0.
40、5%间隔的油石比隔的油石比进行行马歇歇尔试验后，后，绘制的各制的各种指种指标与油石比的关系曲与油石比的关系曲线，密度和，密度和稳定度两个指定度两个指标中有一中有一个或者两个个或者两个经常不出常不出现峰峰值，只能求出，只能求出OAC2。没有。没有OAC1。这种情况多家种情况多家单位都出位都出现过，说明不是明不是试验误差造成，而是差造成，而是一个客一个客观规律。律。v按照以往的按照以往的规定，如果不出定，如果不出现峰峰值 ，必，必须扩大油石比的范大油石比的范围，保，保证出出现峰峰值。但是大量的。但是大量的试验结果表明，果表明，这样做做经常常得不到得不到预想的想的结果，或者需要大得多的油石比范果，或
41、者需要大得多的油石比范围。使确定。使确定的的这个峰个峰值实际上离开最佳油石比很上离开最佳油石比很远，而失去意，而失去意义。确定最佳确定最佳沥青用量的青用量的马歇歇尔试验曲曲线 密度和密度和稳定度不出定度不出现峰峰值混合料马歇尔体积指标示意图7/23/2024解决重解决重载交通道路交通道路车辙的技的技术措施措施v针对气候条件和交通条件适当增加或减少气候条件和交通条件适当增加或减少沥青用量是很重要青用量是很重要的。的。对重重载交通道路，通交通道路，通过加加强压实、增加、增加击实次数、采用次数、采用GTM方法提高方法提高设计荷荷载，包括采用，包括采用SUPERPAVE方法等一系方法等一系列研究，最后
42、的列研究，最后的结果都果都导致一个致一个结论，即配合比，即配合比设计的最佳的最佳沥青用量要比青用量要比标准条件下准条件下马歇歇尔设计的最佳的最佳沥青用量少。青用量少。这就从根本上就从根本上给我我们指出了指出了对付重付重载交通交通车辙的的对策，即适当策，即适当减少最佳减少最佳沥青用量。青用量。为防止由于减少防止由于减少沥青用量的造成路面空青用量的造成路面空隙率隙率变大，可能造成渗水及水大，可能造成渗水及水损害破坏，必害破坏，必须在施工在施工过程中程中加加强碾碾压，将由于减少，将由于减少沥青用量而增大的空隙率青用量而增大的空隙率压回去，达回去，达到没有减少到没有减少沥青用量的相同的密青用量的相同的
43、密实度水平。因此建度水平。因此建议在夏季在夏季严重高温，重重高温，重载车、超、超载车比例大、比例大、长大坡度路段，大坡度路段，为了防了防止止车辙，采取适当减少，采取适当减少沥青用量青用量0.1%0.5%的的办法不失法不失为最最有效的好有效的好办法。法。配合比设计标准建议按照不同的气候条件、交通条件建立配合比设计标准VMA的标准问题比较复杂v我国我国对VMA的研究很肤浅。主要参考美国的的研究很肤浅。主要参考美国的标准，但美国的准，但美国的不同不同规范、不同年代、范、不同年代、对不同不同设计空隙率的空隙率的VMA标准，不准，不仅不相同，而且一直在不相同，而且一直在变化。化。v试验说明，明，马歇歇尔
44、试验的的击实的空隙率要比的空隙率要比SUPERPAVE的的搓揉搓揉压实条件的空隙率大条件的空隙率大1%左右，在相同油石比条件下，左右，在相同油石比条件下，如果将如果将马歇歇尔击实次数从次数从75次增加到次增加到100次，次，VMA值约小小1%。v以前由于我国没有采用集料有效相以前由于我国没有采用集料有效相对密度的概念，密度的概念，VMA的的计算方法也有不一算方法也有不一样，所以，所以VMA也有一定的差也有一定的差别。由于。由于现在的在的计算方法上已算方法上已经推推拥，而我，而我们对VMA的研究很少，所以全面的研究很少，所以全面引用了美国的引用了美国的标准。准。v实践践证明，明，VMA最重要，但
45、我最重要，但我们掌握得很差，掌握得很差，调整整VMA也也很很难，这是我是我们目前存在的困目前存在的困难。这一点在美国也一一点在美国也一样。原。原来想来想设一个一个2%的上限，的上限，实际上做不到。而且不同的学者和上做不到。而且不同的学者和单位位对VMA的的规定也不完全相同。定也不完全相同。VFA标准vVFA是是VMA及及设计空隙率空隙率计算得到的指算得到的指标，注意，注意这里的里的VFA是有效是有效沥青用量占青用量占VMA的比例。不再是的比例。不再是总的的沥青的体青的体积与与总的的VMA的比例，所以没有必要如的比例，所以没有必要如以前那以前那样的的计算算沥青的体青的体积比例。比例。v根据上述根
46、据上述VMA最小最小值的要求，按的要求，按设计空隙率空隙率计算得算得到的到的VFA范范围明明显比比现行行规范的小，范的小，说明原明原规范的范的VFA要求偏大，与各地反映一致。要求偏大，与各地反映一致。VFA标准v将上表的要求适当将上表的要求适当归并并取整，即成下表。建并并取整，即成下表。建议对大部分用于上中面大部分用于上中面层的公称最大粒径的公称最大粒径为13.219的的沥青混凝土，青混凝土，VFA要求在要求在60%75%。对用于下面用于下面层或基或基层的公称最大粒径的公称最大粒径26.5以上的以上的沥青混凝土，青混凝土，VFA要求要求为55%70%。v减小减小VFA的要求是重要的修改，的要求
47、是重要的修改，调查表明，大量的表明，大量的车辙发生在中下面生在中下面层，控制，控制VFA对抗抗车辙有利。尤有利。尤其是其是对AC-25、AC-20这些常用的些常用的结构构层，希望大，希望大家注意。家注意。马歇尔稳定度和流值标准稳定度基本不变，重载路段的流值适当减小，轻交通路段的流值适当增加粉胶比标准v确定确定沥青用量青用量时，粉胶比是重要的。粉胶比，粉胶比是重要的。粉胶比实际上上是决定是决定沥青膜青膜 厚度，粉胶比大小，路面会泛油；粉厚度，粉胶比大小，路面会泛油；粉胶比胶比过大将使有效大将使有效沥青用量偏少，粘青用量偏少，粘结能力减弱，能力减弱，并并导致致沥青混合料的松散。我国青混合料的松散。
48、我国规范的条文范的条文说明中明中粉胶比宜在粉胶比宜在1.01.2范范围内，内，对密密级配配沥青混合料提青混合料提出的。出的。SUPERPAVE提出当混合料提出当混合料级配从限制区下配从限制区下方方经过时，粉胶比可适当提高，粉胶比可适当提高为0.81.6。这样实际上包括了上包括了SMA这样的的沥青混合料。青混合料。对于普通于普通沥青混青混合料，建合料，建议仍然仍然维持在持在1.01.2左右。由于抗左右。由于抗车辙性性能的需要，我国常采取减少能的需要，我国常采取减少沥青用量的措施，青用量的措施，这时更更应该特特别注意粉胶比的注意粉胶比的问题，防止粉胶比，防止粉胶比过大影大影响耐久性。响耐久性。建建
49、议各地确定配合比各地确定配合比设计时的地方性技的地方性技术标准准v由于各地的材料、由于各地的材料、矿料料级配相配相对来来说比比较固定，混固定，混合料性能也比合料性能也比较接近，因此根据各自的具体情况制接近，因此根据各自的具体情况制订对本地的本地的马歇歇尔设计技技术标准是适宜的。但是必准是适宜的。但是必须注意，原来制注意，原来制订的一些地方性技的一些地方性技术标准是根据以准是根据以前的前的试验方法确定的，如果与新方法确定的，如果与新规范范规定的方法不定的方法不一致的一致的话，必，必须重新重新调整。且一般情况下，地方性整。且一般情况下，地方性的技的技术要求不宜低于国家的技要求不宜低于国家的技术标准
50、。准。现在已在已经有有一些省建立了自已的一些省建立了自已的标准。准。其他其他设计方法与方法与马歇歇尔方法的关系方法的关系v近年来，国近年来，国际上上对沥青混合料的配合比青混合料的配合比设计方法的研究更加深方法的研究更加深入，除了以前常用的入，除了以前常用的马歇歇尔方法、方法、维姆方法外，一些新的方法姆方法外，一些新的方法引人注目。在我国已引人注目。在我国已经受到重受到重视且开始且开始应用的主要有美国用的主要有美国SHRP研究成果研究成果SUPERPAVE方法：美国方法：美国GTM方法及方法及贝雷法等雷法等配合比配合比设计。v研究研究认为，在我国，在我国这样的泱泱大国，的泱泱大国，规定只能采用一
51、种定只能采用一种设计方方法是不适宜的，法是不适宜的，应该允允许引引进国外的先国外的先进经验，以弥，以弥补我我们传统方法的缺陷，使新技方法的缺陷，使新技术能能够得到充分的得到充分的应用。但是，用。但是，为了使了使各地的数据可以互相借各地的数据可以互相借鉴，互相比，互相比较，各行其是完全，各行其是完全处于自由于自由状状态也并不适宜。也并不适宜。为此，我此，我们组织了了拥有不同有不同仪器器设备并开始并开始对其其应用的用的单位，位，进行行认真研究，并与真研究，并与马歇歇尔方法方法进行比行比较。v研究研究结果表明，新果表明，新规范范这样规定：定：v“我国采用我国采用马歇歇尔试验配合比配合比设计方法。如采
52、用其他方法。如采用其他设计方法方法设计沥青混合料青混合料时，应按本按本规范范规定的定的马歇歇尔试验及各及各项配合配合比比设计检验方法方法进行行检验。”SUPERPAVE和马歇尔方法的比较 江苏省交通科学研究院 针对不同集料分别采用两种方法成型试件，进行配合比设计对比分析。他们认为在目前旋转压实仪未得到推广使用的条件下，可以用马歇尔击实方法替代旋转压实法成型试件，但最佳油石比以设计空隙率4.5%对应的沥青用量较为适宜。采用不同方法设计，用马歇尔方法进行质量检验是可行的。v如果分如果分别按照按照马歇歇尔法和法和SUPERPAVE法法设计，采用相同的采用相同的沥青用量，两种方法青用量，两种方法设计的
53、混合料空的混合料空隙率曲隙率曲线有一定的差有一定的差别。相。相应于相同的于相同的设计空隙空隙率确定的率确定的沥青含量，青含量，马歇歇尔法要比法要比SUPERPAVE法小一些。按照法小一些。按照SUPERPAVE法法设计的的沥青混合青混合料，能料，能够符合符合马歇歇尔设计标准。在施工准。在施工质量量检验阶段，采用段，采用马歇歇尔方法方法进行行质量量检验是可行的。是可行的。贝雷法雷法设计方法与成歇方法与成歇尔设计方法方法 的比的比较v山山东省从美国引省从美国引进的的“贝雷法雷法”是一种是一种沥青混合料青混合料的的“多多级嵌嵌挤密密级配配沥青混合料青混合料级配配设计方法方法”。通通过贝雷法雷法设计后
54、，可以采用后，可以采用马歇歇尔方法或者方法或者SUPERPAVE方法确定最佳方法确定最佳沥青用量。青用量。“贝雷法雷法”与与SUPERPAVE方法相方法相结合，使合，使SUPERPAVE凭凭经验设计变成理成理论设计，可以解，可以解释SMA及及“骨架多骨架多级嵌嵌挤的密的密级配配沥青混合料青混合料”。工程。工程实践践证明，采用明，采用“贝雷法雷法”与与SUPERPAVE方法相方法相结合合进行目行目标配配合比及生合比及生产配合比配合比设计 ，在施工，在施工阶段采用段采用马歇歇尔方方法法进行行质量量检验和控制是可行的。能和控制是可行的。能够符合符合马歇歇尔设计标准。准。谢谢谢谢大家！大家！7/23/2024
